《模拟电子技术》课程实验报告集成直流稳压电源的设计语音放大器的设计集成直流稳压电源的设计一、实验目的1、 掌握集成直流稳压电源的设计方法。

2、 焊接电路板，实现设计目标3、 掌握直流稳压电源的主要性能指标及参数的测试方法。

4、 为下一个综合实验——语音放大电路提供电源。

二、技术指标1、 设计一个双路直流稳压电源。

2、 输出电压 Uo = ±12V ， 最大输出电流 Iomax = 1A 。

3、 输出纹波电压 ΔUop-p ≤ 5mV , 稳压系数 S U ≤ 5×10-3 。

4、 选作：加输出限流保护电路。

三、实验原理与分析直流稳压电源的基本原理直流稳压电源一般由电源变压器T 、整流滤波电路及稳压电路所组成。

基本框图如下。

各部分作用：1、电源变压器：降低电压，将220V 或380V 的电网电压降低到所需要的幅值。

2、整流电路：利用二极管的单向导电性将电源变压器输出的交流电压变换成脉动的直流电压，经整流电路输出的电压虽然是直流电压，但有很大的交流分量。

直流稳压电源的原理框图和波形变换整流 电路U iU o滤波 电路 稳压 电路电源 变压器 ～3、滤波电路：利用储能元件（电感、电容）将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤出，输出比较平滑的直流电压。

负载电流较小的多采用电容滤波电路，负载电流较大的多采用电感滤波电路，对滤波效果要求高的多采用电容、电感和电阻组成的复杂滤波电路。

单向桥式整流滤波电路不同R L C的输出电压波形4、稳压电路：利用自动调整的原理，使输出电压在电网电压波动和负载电流变化时保持稳定，即输出电流电压几乎不变。

常用的稳压电路有两种形式：一是稳压管稳压电路，二是串联型稳压电路。

二者的工作原理有所不同。

稳压管稳压电路其工作原理是利用稳压管两端的电压稍有变化，会引起其电流有较大变化这一特点，通过调节与稳压管串联的限流电阻上的压降来达到稳定输出电压的目的。

它一般适用于负载电流变化较小的场合。

串联型稳压电路是利用电压串联负反馈的原理来调节输出电压的。

集成稳压电源事实上是串联稳压电源的集成化。

实验中为简化电路，我们选择固定输出三端稳压器作为电路的稳压部分。

固定输出三端稳压器是指这类集成稳压器只有三个管脚输出电压固定，这类集成稳压器分成两大类。

一类是78××系列，78标识为正输出电压，××表示电压输出值。

另一类是79××系列，79表示为负输出电压，××表示电压输出值。

三端稳压电路基本应用电路 四、参数计算1、整流电路参数输出电压平均值：222)(09.022)(sin 221U U wt td U U AV ≈==⎰πωππ输出电流平均值：LLAV AV R U R U I 2)(0)(09.0≈=平均整流电流：LLAV AV AV D R U R U I I 2)(0)(0)(45.022≈==最大反向电压：22U U RM =整流二极管的选择（考虑电网10±%波动）：⎪⎩⎪⎨⎧>>2221.11.145.0UU R U I RL F2、滤波电路参数二极管导通角θ：滤波电容的选择：2)(02.1,2)5~3(U U TC R AV L ≈= T/2一般选择几十至几千微法的电解电容，耐压值应大于2256.121.1U U 。

3、实际计算过程（1）要使W7812正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V 的压降，因此W7812输入端直流电压必须保证在14V 以上。

W7812输入端的电流是对变压器副边输出电压U 2(t)整流、滤波后得到的。

假设整流电路内阻为0，负载电流为0，W7812输入端有最大电压U=1.414U ef ，U ef 是U 2(t)的有效值。

由于滤波电容不可能无限大，所以U<1.414 U ef ,根据经验可知U=1.2 U ef ，得U ef =14.4V ，考虑到整流桥经过两个二极管约有1.4V 的压降，得变压器可取15V 。

（2）变压器选择：变压器选择双15V 变压，考虑到电流不需要太大，最大电流为2A ，实际选择变压器输出功率为30W ，可以很好地满足要求。

（3）整流桥：考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流是工作电流的2~3倍。

选取RS301（100V ,3A ）即可，实际购买过程中选择了2W10也符合设计要求。

（4）滤波电路：考虑到对纹波电压要求比较高，所以选择了2200uF 、耐压值为25V 的电解电容。

（5）去耦电容：去耦电容的选择是由W7812和W7912芯片要求的，查手册可知分别为0.1uF 和0.33uF ，用来滤除高频分量，防止产生自激。

（6）为了防止负载产生冲击电流，故在输出端加入220uF 、耐压值为25V 的电解电容。

（7）W7912支路的原件参数与W7812支路相同。

（8）为防止W7812和W7912因过热而烧坏，需加装散热片。

五、整体电路六、参数性能指标及测试1、测量稳压电源输出的稳压值把220V交流电从变压器一端输入，用示波器测量稳压电源的输出值。

我们的测试结果是-11.8V和12.19V，基本符合规格。

2、测量稳压电源的纹波电压纹波电压是指在额定负载条件下，稳压电源输出直流电压中所含的交流分量。

在交流电压为220V，负载电流最大（额定输出电流）的条件下，用示波器测量稳压电源的输出纹波电压。

我们测量出的纹波电压；当输出+12V时为155.2mV ,输出-12时为154.2mV，基本符合规格。

七、仿真报告可以看到输入的正弦信号经过整流、滤波、稳压后最终得到我们所需要的+12V直流电压八、元件清单1、三端变压器（220V~15V 2A） 1个2、2W10整流桥 1个3、电解电容： 2200uF 耐压值25V 2个220uF 耐压值25V 2个4、独石电容：0.33uF 2个0.1uF 2个5、三端稳压器：W7812 1个W7912 1个6、散热片2个7、导线若干九、参考文献1、《模拟电子技术》刘颖、任希、曾涛等.北京: 北京交通大学出版社，清华大学出版社，2008.42、《电子技术基础实验、综合设计实验与课程设计》侯建军、佟毅等. 北京：高等教育出版社，2007.10语音放大器的设计一、实验目的1、通过实验培养学生的市场素质，工艺素质，自主学习的能力，分析问题解决问题的能力以及团队精神。

2、通过实验总结回顾所学的模拟电子技术基础理论和基础实验，掌握低频小信号放大电路和功放电路的设计方法。

二、设计任务与要求1、设计任务1）语音放大电路原理框图语音放大电路由“输入电路”、“前置放大器”、“有源带通滤波器”、“功率放大器”、“扬声器”几部分构成。

语音放大电路原理框图2）性能指标a)前置放大器：输入信号：Uid ≤10 mV输入阻抗：Ri ≥100 kΩ。

b)有源带通滤波器：频率范围：300 Hz ～3 kHz增益：Au = 1c)功率放大器：最大不失真输出功率：Pomax≥1W负载阻抗：RL= 8 Ω（4 Ω）电源电压：+ 5 V，+ 12V，- 12Vd)输出功率连续可调直流输出电压≤50 mV静态电源电流≤100 mA2、要求1、前置放大器：增益：Av = Uo / Ui输入阻抗：Ri = Uo2/(Uo1-Uo2) R2、带通滤波器：增益：Av = Uo / Ui通频带：BW = fH - fL3、功率放大器最大不失真输出功率的测量（输入1KHZ正弦波，调到输出最大不失真状态）Pomax = U2omax / 2RL = U2o / RL4、功率放大器直流输出电压和静态电流的测量输入对地短路，测量直流输出电压。

将万用表调至电流档，量程为100mA，并将表笔串接在12V电源与集成功放的电源端，测量静态电流。

三、总电路框图及总原理图1、实验总体电路图麦克→前置放大电路→RC有缘滤波器→功率放大电路→喇叭2、各部分电路1）前置放大电路R5 10kΩ前置放大电路由2个同向放大电路组成，如上图所示。

该电路具有输入阻抗高，电压增益容易调节，输出不包含共模信号等优点。

本电路主要起放大电压幅度的作用。

2）带通滤波电路宽带通滤波器，在满足LPF的通带截止频率高于HPF的条件下，把相同元件压控电压源滤波器的LPF和HPF串联起来可以实现Butterworth通带响应。

用该方法构成的带通滤波器的通带较宽，通带截止频率易于调整，因此多用于测量信号噪声比的音频带通滤波器。

3）功率放大电路功率放大电路主要起放大电流的作用。

其中TDA2030为集成功放器件，具有体积小、输出功率大、失真小等特点。

并具有内部保护电路。

四、 设计思路依照原理框图，输入端可采用麦克风和音频线路输入两种形式，声音通过麦克风（或音频线路）输入前置放大电路，进行一次放大后输入二阶有源带通滤波电路，对通频带（300Hz~3000Hz ）以外的信号进行滤波，以消除杂音，最后将经过放大和滤波的信号输入功率放大电路，进行功率放大后将声音通过扬声器输出。

五、 单元电路设计与参数计算1、 前置放大电路前置放大电路采用集成运放LM324构成两级放大电路。

为增强对输入信号的保持性，故两级放大电路均采用同相放大电路组态。

放大电路的增益可以通过改变反相端的输入电阻与反馈电阻的值来调节，即21U U U A A A ⨯=总。

放大器输入漂移和噪声等因素对于总的精度至关重要，放大器本身的共模抑制特性也同等重要。

因此前置放大电路应该是一个高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移的小信号放大电路。

输入信号：mV U id 10≤，输入阻抗：Ω≥k R i 100。

实验中，实际设计放大倍数10~1000倍，可通过电位器调节。

通过计算得元件参数如下：R 1=110k Ω，R 2=100k Ω，R 3=1M Ω，R 4=100Ω，R5=10kΩ（滑变），R6=100Ω2、RC二阶有源带通滤波电路在滤波电路设计时采用LM324设计了具有Butterworth特性的二阶有源带通滤波器。

在满足LPF的通带截止频率高于HLP的通带截止频率的条件下，把相同元件压控电压源滤波器的LPF和HPF串联起来，可以实现Butterworth通带响应。

用该方法构成的滤波器的通带较宽，通带截止频率易于调整。

本实验设计带宽2.7kHz（300Hz-3000Hz），理论上能够抑制低于300Hz和高于3000Hz的信号。

实际与前级放大电路使用同一个LM324的其余两个运放。

通过计算得元件参数如下：R7=8.2kΩ，R8=8.2kΩ，R9=20kΩ，R11=3.5kΩ，R12=3.5kΩ，R13=20kΩ，C1=100nF，C2=100nF，C3=10nF，C4=10nF，3、功率放大电路功率放大的主要作用是向负载提供所需的功率，在信号不失真的前提下，要求输出功率尽可能大，转换效率尽可能高。